JP2014233374A - 誘導加熱発熱具 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体とが、包装体内に気密に密封されている構造を有していると共に、該導電部材を発熱させたときの包装体の膨張が有効に抑制され、しかも容易に、且つ安価に製造し得る誘導加熱発熱具を提供する。
【解決手段】高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材（発熱体）５と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体７とが、包装体３内に気密に密封されている誘導加熱発熱具において、熱伝導媒体７が、カールフィッシャー法により測定される含水率が２５ｐｐｍ以下に調整され、且つ水より高沸点の絶乾オイルであることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁調理器の加熱調理に使用される調理用容器に適用する誘導加熱発熱具に関する。

現在、電磁調理器と称される加熱調理器がガスコンロなどに代わって広く普及するようになった。この電磁調理器は、ＩＨ調理器とも呼ばれ、内部に設けられた電磁誘導加熱コイルにより高周波磁界を発生させ、該調理器の上に置かれた調理用容器に誘起された渦電流により生じるジュール熱により、調理用容器内に収容された食材或いは水を加熱するというものである。
このような電磁調理器は、炎を使わずに加熱調理できるため、安全性が高く、さらに汚れの払拭が容易であり、清潔性に優れ、さらに経済性の面でも従来の加熱調理器よりも優れている。

ところで、電磁調理器は、その原理上、使用できる調理用器具が限られてしまい、鉄に代表される磁性材料からなる専用器具を使用しなければならないという欠点があった。
このため、最近では、非磁性材料以外の材料からなる調理用器具、或いは調理用容器が多く提案され、実用もされている（特許文献１，２参照）。

しかしながら、非磁性材料以外の材料からなる調理用器具でも改善すべき問題を抱えている。
例えば、特許文献１には、発熱体である導電体が底部に埋設された電磁調理器用プラスチック容器が開示されているが、この容器では、発熱体（導電体）が発生する熱の全てが容器に伝達されてしまうため、容器を形成するプラスチックが、不飽和ポリエステルやメラミン樹脂などの耐熱性が著しく高いものに限定されてしまうという問題がある。また、発熱体が埋設されているため、プラスチック容器と発熱体とを分別して廃棄することが困難であるという問題もある。
また、特許文献２では、プラスチック製容器本体の底部上に、電磁誘導により発熱する導電体（発熱体）が設けられている誘導加熱調理用容器が開示されている。この容器では、導電体が埋設されていないため、容器全体に熱が伝達するという不都合が回避されており、従って、容器本体の材質（非磁性材料）が耐熱性の高い樹脂に限定されず、例えばポリオレフィンや熱可塑性ポリエステルなどから形成されたプラスチック製の容器本体を用いることができ、さらに、容器本体と発熱体との分別廃棄も容易に行うことができるという利点がある。
しかしながら、特許文献２の誘導加熱調理用容器においては、発熱体がプラスチック製の容器本体に接触しているため、この接触部分で容器本体が局部的に高温に加熱され、この結果、プラスチック製容器本体の変形や破壊を生じるおそれがある。

このような問題を解決するために、本発明者等は先に、高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体とが、プラスチック製の封入部（一般にパウチ等）に封入されている誘導加熱発熱具を提案した（特許文献３）。この誘導加熱発熱具では、これを容器の底部に配置して装着し、誘導加熱により発熱する導電部材（発熱体）が熱伝導媒体を加熱し、この熱伝導媒体の熱が封入部を形成しているパウチ等のプラスチックフィルムを介して被加熱媒体に伝達される。即ち、発熱体である導電部材は封入部内に収容されており、このパウチ等の容器とは直接接触していない。このため、発熱体の加熱によって引き起こされるプラスチック製の調理用容器の変形や破損を有効に防止することができる。この使用済みの調理用容器は、容易に発熱具と分離して廃棄することができる。

ところで、特許文献３のような発熱具は、多くの場合、食材の煮炊きに使用され、従って導電部材（発熱体）の発熱によって加熱される熱伝導媒体は、煮炊きに使用される水（即ち、被加熱体）よりも沸点の高いオイル、特に食用油が使用される。このようなオイルが熱電導媒体として使用された誘導加熱発熱具では、加熱調理中に膨張してしまい、容器の底部から外れてしまうという欠点があった。このような膨張は、発熱具（封入部）の破裂にも繋がるおそれがあるため、このような膨張を抑制することが必要となる。

そして、特許文献３の誘導加熱発熱具おいては、熱伝導媒体として水を用いる場合に、加熱調理に際して熱伝導媒体の水が沸騰し、内圧上昇による封入部の破袋を防止するため、封入部にガス抜き孔を設け、このガス抜き孔を、気体（蒸気）の通過は許容するが、液体(水)は通過させない大きさの連通孔を多数有するシート（以下ベント用シートと呼ぶ）で塞ぐことが提案されている。
しかしながら、封入部にガス抜き孔を設け、さらにこの孔をベント用シートで塞ぐという作業は著しく面倒であり、生産性の著しい低下をもたらす。しかも、ベント用シートは、気体の透過は許容するが、液体は通過させない大きさの連通孔を有するものでなければならないため、このようなベント用シートの作製は極めて難しい。即ち、通常のプラスチックシートやプラスチックフィルムは、ガスの透過を完全に遮断するものではないが、急激に上昇した圧力を開放し得るまでのガス透過性は有していない。このため、物理的に連通孔をプラスチックシートに形成しなければベント用シートして使用することができず、従って、ベント用シートの高コスト化は免れない。

特開平９−１７４５５７号 特開２００３−１１１６６８号 特開２００６−３３８９０２号

従って、本発明の目的は、高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体とが、包装体内に気密に密封されている構造を有していると共に、該導電部材を発熱させたときの包装体の膨張が有効に抑制され、しかも容易に且つ安価に製造し得る誘導加熱発熱具を提供することにある。

本発明によれば、高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体とが、包装体内に気密に密封されている誘導加熱発熱具において、
前記熱伝導媒体が、カールフィッシャー法により測定される含水率が２５ｐｐｍ以下に調整され、且つ水より高沸点の絶乾オイルであることを特徴とする誘導加熱発熱具が提供される。
本発明の誘導加熱発熱具においては、前記絶乾オイルが食用油であることが好ましい。

本発明の誘導加熱発熱具では、水よりも高沸点のオイルが熱伝導媒体として使用されるが、この高沸点オイルが絶乾オイル、即ち、含水率（カールフィッシャー法）が２５ｐｐｍ以下の絶乾状態まで徹底的に吸湿されたものであることが重要な特徴である。即ち、このような絶乾オイルを熱伝導媒体として使用されているため、後述する実施例に示されているように、加熱調理に際して、これを構成する包装体の膨張が有効に抑制されている。

高沸点オイル、例えば大豆油や菜種油などに代表される食用油などは水よりかなり沸点が高く、従って、このようなオイルが熱伝導媒体として使用されている場合、加熱調理のための水を沸騰させる程度の加熱では、このオイル自体は沸騰せず、従って、オイルの沸騰により該オイルが気密シールされている包装体が膨張することはない。しかしながら、これらのオイルには、大気と接触しての吸湿や酸化などにより不可避的不純物として微量の水分が含まれている。この結果、この微量の水分が加熱調理に際して沸騰するため、封入部を構成する袋等の包装体の内圧が上昇し、該包装体の膨張を生じる。
しかるに、本発明によれば、徹底的な吸湿処理により、上記のような不可避的に含まれる微量水分の含水率が２５ｐｐｍ以下に低減されたオイル（絶乾オイル）を、熱伝導媒体として使用されているため、加熱調理時の包装体の膨張が有効に抑制される。

また、本発明の誘導加熱発熱具によれば、導電部材が包装体の内部に熱伝導媒体と共に気密シールされているため、導電部材と被加熱媒体（例えば水）が投入される調理用容器、或いは該導電部材が収容される包装体とが直接接触しないため、加熱による調理用容器の変形や包装体の損傷等が有効に回避される。
さらに、この誘導加熱発熱具は、被加熱媒体（例えば水）が投入される調理用容器内に埋設されて使用されるものではなく、従って分別廃棄性を損なうものでもない。

本発明の誘導加熱発熱具の側断面構造の一例を示す側断面図。 本発明の誘導加熱発熱具の平面構造の一例を示す平面図。

本発明の誘導加熱発熱具の側断面構造の一例を示す図１を参照して、全体として１で示すこの誘導加熱発熱具は、包装体３と、包装体３の内部に収容されている導電部材（以下、単に発熱体と呼ぶ）５及び熱伝導媒体７とから形成されている。

包装体３は、非導電性材料から形成されるものであり、該非導電性材料としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などのプラスチックが使用されるが、一般的には、成形性、コスト及びシール性などの観点から特に熱可塑性樹脂が使用される。
このような熱可塑性樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、或いはα−オレフィン同志の共重合体や環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリフェニレンオキサイド；ポリイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；フッ素樹脂；アリル樹脂；ポリウレタン樹脂；セルロース樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ケトン樹脂；アミノ樹脂；等を例示することができ、さらに、これらのブレンド物や、これら樹脂が適宜共重合により変性されたものであってもよいし、多層構造を有していてもよい。
特に、上記の中でもＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステル樹脂、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂が好適である。

また、発熱体５は、高周波磁界によって渦電流が誘起され、電気抵抗によりジュール熱が発生する導電性材料から形成される箔状、或いは板状のものである。このような導電性材料としては、所定の形状への成形加工が容易である金属材料であれば特に制限されないが、一般的には、アルミニウム、ニッケル、金、銀、銅、白金、鉄、コバルト、錫、亜鉛及びこれら金属の合金などを挙げることができる。

さらに、熱伝導媒体７は、発熱体５の発熱により加熱され、この加熱を通して加熱調理に使用される調理用容器内の被加熱媒体（例えば水）が加熱される。従って、被加熱媒体を調理温度まで均一に加熱するという観点から、沸点が水の沸点よりも高い液状物質であるオイルが熱伝導媒体７として使用される。本発明では、このようなオイルの中でも含水率が、カールフィッシャー法により測定して２５ｐｐｍ以下に調整された絶乾オイルが使用される。即ち、このように極限に近い状態まで水分が除去された絶乾オイルを、熱伝導媒体７として使用することにより、この発熱具１を用いて被加熱媒体である加熱調理用の水などを加熱するときに、包装体３の膨張、即ち、微量の含有水分の沸騰に起因した内圧上昇による膨張を有効に抑制することが可能となる。

本発明において、上記のようなオイルとしては、沸点が水より高い液状物質であり、原理的には、含水率が上記２５ｐｐｍ以下に調整されている限り、任意のオイル、例えば、各種の食用油、流動パラフィン、電気絶縁油、炭化水素系高沸点溶剤などを使用することができる。しかしながら、本発明の誘導加熱発熱具が、食材の加熱調理に使用されることを考慮すると、安全性等の観点から食用油が熱伝導媒体７として最適である。
このような高沸点の食用油としては、これに限定されるものではないが、大豆油、菜種油、オリーブオイル、米油、コーン油、べに花油、ごま油、パーム油、ひまし油、アボガド油、ココナッツ油、アーモンド油、クルミ油、はしばみ油、サラダ油などを例示することができる。

尚、熱伝導媒体７として使用し得る上記の絶乾油の中には、単一物質ではなく混合物であるため、正確な沸点を求めることができないものもあるが（例えばサラダ油など）、これらについては、例えば１００℃に加熱して沸騰しないことを確認して使用すればよい。

また、含水率が、はじめから前述した２５ｐｐｍ以下に調整されているものは、そのまま市販品を熱伝導媒体７として使用することができるが、市販の食用油などの含水率は、大気への接触による吸湿や酸化により、含有水分量が増大して上記２５ｐｐｍを大きく越えている。従って、これらの含水率を、前述した２５ｐｐｍ以下に調整するためには吸湿処理を行うことが必要である。
このような吸湿処理は、それ自体公知の吸湿剤、例えばシリカゲル、シリカアルミノゲル、各種ゼオライト（モレキュラーシーブ）を使用し、これら吸湿剤が充填された吸湿塔に、これらのオイルを循環供給することにより容易に行うことができる。

前述した本発明の誘導加熱発熱具１は、例えば非導電材料（例えばプラスチック）から形成された調理用容器の底部に配置して装着し、例えば、これに被加熱媒体である水及び加熱された水により調理される食材を入れ、この調理用容器を電磁調理器上に載置する。次いで、電磁調理器の電源をＯＮとして高周波磁界を入力することにより、食材の加熱調理が行われ、例えば、鍋物などがこれに該当する。このようにして本発明の誘導加熱発熱具１を使用する場合、この発熱具１を、食材及び調味料と共に調理用容器に収容し、蓋を被せて密封した状態で、或いは蓋を被せた後に包装して販売することもできる。即ち、使用に際しては、調理用容器の蓋を取り除き、食材及び調味料を取り出し、この発熱具１が収容されている調理用容器内に、これら食材及び調味料と共に、調理用の水を注ぎ、電磁調理具の上に置いて加熱調理が行われる。
また、前述した熱電導媒体７として使用される絶乾オイルが、被加熱媒体よりも沸点の高いものであれば、揚げ油やてんぷら油などを被加熱媒体として用いる加熱調理に、本発明の誘導加熱発熱具１を用いることも可能である。

さらに、本発明の誘導加熱発熱具１を形成する各部材は、均一加熱のために、前述した特許文献３に開示されている形態など、種々の形態を採り得る。

例えば、発熱体５には、１つ以上の貫通孔を設けることができる。これにより、発熱体５による加熱によって発生する熱伝導媒体７の対流は、発熱体５を貫通して下部にまで流れ込み、従って、効率よく、熱伝導媒体７を均一に加熱することができ、さらには、包装体３の加熱による損傷等を回避することもできる。

尚、発熱体５にはヒューズ機能を持たせることができる。
このヒューズの形態としては、前述した導電性材料のヒューズを形成する被加工領域を折り曲げて重ね合わせる共に、その先端部を切断して一対のヒューズ片を形成し、前記ヒューズ片同士の端縁を揃えて重ね合わせて超音波振動、アーク溶接等により部分的に接合した形態が挙げられる。この場合、部分的に接合した接合部分で優先的に渦電流の導通が行われ、このため、空焚き等により、前記したヒューズの接合部分のインピーダンスによる温度が著しく上昇すると、前記接合部分が溶断してヒューズ部９が破断する。
また、他のヒューズの形態としては、前述した被加工領域を折り曲げて重ね合わせ、その先端部を切断、切り欠いて切り欠き部を形成しても良い。この場合、切り欠き部を除く残部において渦電流が優先的に導通する。このため、空焚き等により、ヒューズの残部のインピーダンスによる温度が著しく上昇すると、前記残部が溶断してヒューズが破断し、前述したヒューズと同様に、空焚きの防止、加熱調理時間等の制御が行われる。

さらに、包装体３自体にも、被加熱体が流れるような貫通穴を設けることができる。
例えば図２の平面図に示されているように、包装体３を全体としてリング形状とし、その中心部分に貫通穴１０を設けることができる（貫通穴１０の周囲は、当然シールされている）。この場合、包装体３内に収容される発熱体５も、包装体３の形状に対応してリング形状を有している。このように、包装体３に貫通穴１０を形成しておくことにより、この発熱具１を用いて、調理用容器内に投入された被加熱媒体を加熱するとき、この被加熱媒体は、調理用容器の底部に配置された発熱具１の下側にも回り込み、この結果、被加熱媒体を効率よく均一に加熱することができ、しかも、発熱具１（包装体３）と容器底部との直接接触を回避でき、加熱による調理用容器の加熱変形等を防止する上でも一層有利となる。

このような本発明の誘導加熱発熱具１において、包装体３の平面形状は、おおよそ、この発熱具１が設けられる調理用容器の底部に対応する形状に設定される。例えば、図２の形態では包装体３の外形は円形となっているが、容器底部の形態に合わせて矩形状とすることもできる。
また、図２に示されているリング状に形成されている発熱体５にも、前述した貫通穴を形成しておくこともできる。

尚、上記の誘導加熱発熱具１を使用するに際しては、これを、水等の被加熱媒体や食材が投入される容器の底部に載置するのみでよいが、場合によっては、容器の底部に突起等の係止部材を設け、この誘導加熱発熱具１の周縁部を係止部材に係止させて簡単に固定しておくこともできる。

前述した本発明の誘導加熱発熱具１は、含水率が前述した２５ｐｐｍ以下に調整された絶乾オイルを使用することを除けば、公知の方法、例えば特許文献３の発熱具と全く同様の方法で製造することができる。
即ち、予め形成された包装体３を形成するための熱可塑性樹脂のフィルム乃至シートを２枚用意し、これらのフィルム乃至シートを間に発熱体５を挟んで互いに対面するように配置し、適当な大きさの開口を残すようにして、その周縁部３ａ（図１参照）をヒートシールし、残った開口部から熱伝導媒体７（絶乾オイル）を溢れるまで充填して脱気し、最後に、残された開口部をヒートシールすればよい。このようにして、発熱体３及び熱伝導媒体７が包装体３内に気密シールされた誘導加熱発熱具１を得ることができる。

前述した本発明の誘導加熱発熱具１では、絶乾オイルを熱伝導媒体７として使用しているため、かかる媒体７が気密シールされているにもかかわらず、加熱調理時の包装体３の内圧上昇による膨張を有効に抑制することができ、例えば過度な膨張による包装体３の破損を確実に防止することができる。即ち、膨張を抑制するために、特殊な脱気孔（ガスを通して脱気はするが、液体は通さない孔）を有するフィルムなどを使用する必要が無いため、これを安価にしかも効率よく製造することができる。
また、加熱調理時での包装体３の膨張が有効に抑制されているため、水等の被加熱媒体が投入される調理用容器の底部に、単に載置して使用に供することもできる。即ち、破裂はしなくとも、加熱調理時に包装体３が大きく膨張するときは、この膨張によって発熱具１が動いてしまうなどの不都合を生じ易くなる。本発明では、この膨張が有効に抑制されているため、発熱具１を固定せず単に載置するだけでも、このような不都合を生じることはない。

本発明の誘導加熱発熱具１は、鍋物などの食材の煮炊きや食材の蒸しなど、水を用いての加熱調理に特に有効に使用される。

本発明を次の実験例で説明する。

尚、オイルの含水率の測定及び包装体の膨張の評価は、以下の方法により行った。
（含水率の測定）
カールフィッシャー水分計ＭＫＡ−５１０Ｎ（京都電子工業(株)）で測定した。
（膨張の評価）
作成した誘導加熱発熱具を電磁調理器（ＩＨ調理器）上に載置して加熱を行い、その膨張状態を目視で観察して破裂の危険度を観察した。

＜実験１＞
予め２枚のポリエステルフィルムを用い、開口を残してパウチ（包装体）を作成し、このパウチ内に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み：１２μｍのアルミニウム箔から成る発熱体と、モレキュラシーブスで水分を除去した水より高沸点の含水率：２５ｐｐｍの食用合成油（絶乾オイル）を熱電導媒体として充填、脱気し、次いで、ヒートシールで密封して誘導加熱発熱具を作成した。
この誘導加熱発熱具を電磁調理器上に載置して加熱し、膨張の評価を行った結果、パウチの膨張が有効に抑制された。

１：誘導加熱発熱具
３：包装体
５：導電部材（発熱体）
７：熱電導媒体

Claims (2)

1. 高周波磁界により過電流が誘起されて発熱する導電部材と、該導電部材によって加熱される熱伝導媒体とが、包装体内に気密に密封されている誘導加熱発熱具において、
   前記熱伝導媒体が、カールフィッシャー法により測定される含水率が２５ｐｐｍ以下に調整され、且つ水より高沸点の絶乾オイルであることを特徴とする誘導加熱発熱具。
2. 前記絶乾オイルが食用油である請求項１に記載の誘導加熱発熱具。

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